KR20150072447A - 유니버설 전력 인터페이스 - Google Patents

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릴리 후앙
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Abstract

외부 디바이스에 커플링하기 위한 입력 포트, 및 적어도 전압 서플라이 라인의 전압에 기초하여 입력 포트에 접속된 외부 디바이스의 타입을 결정하기 위한 유니버설 전력 인터페이스를 포함할 수 있는 전자 디바이스가 제공된다. 유니버설 전력 인터페이스는 결정된 외부 디바이스의 타입에 기초하여 전력 전달 경로를 제공할 수 있다.

Description

유니버설 전력 인터페이스{UNIVERSAL POWER INTERFACE}
실시예들은 유니버설 전력 인터페이스에 관한 것일 수 있다.
배열들 및 실시예들은 동일한 참조 번호들이 동일한 엘리먼트들을 지칭하는 후속하는 도면들과 관련하여 상세하게 기술될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따라 대체 전원으로부터 전력을 수신하는 전자 디바이스의 다이어그램이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 유니버설 전력 인터페이스의 회로도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 유니버설 전력 인터페이스의 회로도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 유니버설 전력 인터페이스의 동작들을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 유니버설 전력 인터페이스의 회로도이다.
후속하는 상세한 설명에서, 동일한 번호들 및 문자들은 상이한 도식의 도면들에서 동일한, 대응하는, 그리고/또는 유사한 컴포넌트들을 지정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 후속하는 상세한 설명에서, 예시적인 크기들/모델들/값들/범위들이 주어질 수 있지만, 실시예들은 이에 제한되지 않는다. 특정 상세항목들이 예시적인 실시예들을 기술하기 위해 설명되는 경우, 실시예들이 이들 특정 상세항목들 없이도 구현될 수 있다는 점이 통상의 기술자에게 명백해야 한다.
전자 디바이스(또는 모바일 디바이스)는 전자 디바이스에 전원인가(power)하기 위해 대체 전원(또는 수확된(harvested) 에너지)을 이용할 수 있다. 그러나, 대체 전원(또는 수확된 에너지)은 불안정한 전압 서플라이(unstable voltage supply)일 수 있다. 즉, 하베스터(harvester)(또는 다른 디바이스)로부터의 출력 전압은 폭넓게 달라질 수 있다. 예를 들어, 태양전지판의 출력 전압은 제로 전압 내지 큰 개방 회로 전압을 범위로 할 수 있다.
디바이스가 안정된(또는 레귤레이팅된) 전압 서플라이에 기초하여 동작하도록 설계될 수 있으므로, 이러한 넓은 전압 변화를 가지는 전압 서플라이는 모바일 디바이스(또는 임의의 다른 전자 디바이스)에 직접 인가되지 않을 수 있다. 일정한 전압 서플라이를 유지하기 위해, 전압 레귤레이터(VR)가 이용될 수 있다. 예를 들어, 직류/직류(DC/DC) 전압 레귤레이터는 출력 전압을 안정화시키기 위해 전력 전달 경로에 제공될 수 있다. 그러나, 전력 전달 경로에 삽입된 DC/DC 레귤레이터는 고비용일 수 있고, 전력 손실 또는 전력 전달에서의 낮은 효율성을 초래할 수 있다.
AC/DC 어댑터 전력 입력들을 위한 많은 상이한 타입들의 커넥터들이 존재한다. AC/DC 어댑터 전력 커넥터들의 물리적 구조 뿐만 아니라 전기적 규격들은 제조자들 간에 그리고 심지어 동일한 제조자로부터의 제품들 내의 상이한 시스템들 간에 달라질 수 있다. 이것은, 최종 사용자가 각각의 모바일 디바이스에 대해 상이한 AC/DC 어댑터를 휴대해야 할 수 있으므로 그 사용자에게 불편함과 호환불가능성을 초래할 수 있다. 또한, 이들 커넥터들 및/또는 어댑터들의 제조 및 폐기와 관련된 환경적 영향 및 재료 낭비가 존재할 수 있다. 많은 대체 에너지원들(예를 들어, 태양, 연료 전지, 및 풍력)이 출현하고 전자 디바이스들에 대해 유용해지며, 이것이 모바일 디바이스들과 같은 전자 디바이스들에 대해 상이한 타입들/크기들을 가지는 커넥터들/인터페이스들의 수를 더 증가시킬 수 있음에 따라, 이 문제는 훨씬 더 흥미로워질 수 있다.
일부 배열들은 중간(in-between) 어댑터 커넥터 콘솔(즉, 인-원(in-one) 다중-커넥터 인터페이스) 또는 가능하게는 커넥터 없는 에너지 전달들(예를 들어, 무선 충전)을 포함할 수 있다. 그러나, 이들 배열들은 결점들을 가질 수 있다. 중간 콘솔은 사용자에게 비용을 증가시킬 수 있고, 시스템에 대해 부피를 더할 수 있다. 무선 충전은 비용을 더할 수 있고 낮은 에너지 전달 효율성을 가질 수 있다.
또다른 배열은 파워 서플라이(power supply)(즉, 제공자)와 시스템(즉, 소비자) 사이에 통신 링크를 생성하기 위한 유니버설 직렬 버스(USB) 전력 커넥터일 수 있다. 시스템은, 예를 들어, 랩톱, 디스플레이 또는 모바일 디바이스와 같은 전자 디바이스일 수 있다. USB 전력 커넥터는 레거시 또는 공통 USB 커넥터들에 대해 물리적으로 호환가능한 전력 인터페이스를 도입할 수 있다. USB 전력 커넥터는 예를 들어, ~100W(예를 들어, 5A @ 20V)까지의 전력 전달을 허용할 수 있다. 그러나, 배열은 통신 하드웨어 로직을 요구하고, 양측, 소위 제공자와 소비자에 대한 메시징을 제어할 수 있다. 이는 소스가 USB 포트에 접속될 때 모든 에너지원 또는 파워 서플라이에서 요구되는 특정 타입의 트랜시버 집적 회로(IC) 및/또는 일부 종류의 지능(intelligence)을 요구할 수 있다. USB 전력 커넥터는 파워 서플라이에 대해 비용을 더할 수 있다. 추가적으로, 유니버설 전력 커넥터는 태양 에너지 하베스터 또는 핸드 크랭크 에너지 하베스터(hand crank energy harvester)와 같은 "덤(dumb)" 전원들에 대해 과할 수 있다.
전자 디바이스들(예컨대, 모바일 디바이스들)에 에너지를 공급하는 또다른 방식은 USB 배터리 충전기를 통해서이다. USB 배터리 충전기는 모바일 디바이스들(즉, 스마트폰)과 같은 휴대용 디바이스에서 사용될 수 있다. USB 배터리 충전기는 USB-OTG라 명명된 양방향 전력 흐름의 동작 모드(즉, 제공자/소비자 교환가능)를 지원할 수 있다. 그것은 저전력 제한(예를 들어, <~10W)을 가질 수 있다. 이러한 커넥터 인터페이스는 또한 DC 파워 서플라이와 데이터 디바이스를 구별하기 위해 전용 식별(ID) 핀 및/또는 데이터 라인(D+/D-)을 사용할 수 있다. 공급 전압(VBUS)은 예를 들어 5V±~5%일 수 있다. 이들은 AC/DC 어댑터(즉, 배터리 구성에 따른 변형)를 통해 12V 내지 19V의 공급 입력을 요구하는 디바이스들에 적용가능하지 않을 수 있다. 이는 좁은 전압 범위(예를 들어, ~100mV 대 ~10V)로 인해 대체 전원들(예를 들어, 태양 또는 핸드 크랭크)과 호환가능하지 않을 수 있다.
설계들은 전원(즉, 제공자 측)에서 추가 회로 및/또는 통신 지능을 요구할 수 있고, 일반적인 응용예, 특히 대체 전원들(즉, 수확된 에너지원들)을 인에이블시키기에 적합하지 않거나 심지어 적용가능하지 않을 수 있다.
도 1은 예시적인 배열에 따라 대체 전원으로부터 전력을 수신하기 위한 전자 디바이스를 도시한다. 다른 배열들이 또한 제공될 수 있다.
더 구체적으로, 도 1은 대체 전원(20)(또는 교류 에너지원)을 사용함으로써 전자 디바이스(50)를 충전하기 위한 충전 시스템(10)을 도시한다. 충전 시스템(10)은 전자 디바이스(50)에 대해 외부에 있는 것으로서 도 1에 도시되어 있다. 그러나, 충전 시스템(10)은 전자 디바이스(50)의 일부분일 수 있다.
전자 디바이스(50)는 모바일 단말, 모바일 디바이스, 모바일 컴퓨팅 플랫폼, 모바일 플랫폼, 랩톱 컴퓨터, 태블릿, 울트라-모바일 개인용 컴퓨터, 모바일 인터넷 디바이스, 스마트폰, 개인용 디지털 보조 단말(personal digital assistant), 디스플레이 디바이스, 텔레비전(TV) 등 중 임의의 하나일 수 있다.
대체 전원(20)은 태양 에너지원, 기계적 에너지원(예를 들어, 바람을 통한), 광발전 에너지원, 열 에너지원, 라디오 주파수(RF) 에너지원, 진동 에너지원, 생체역학 에너지원, 연료 전지 및/또는 임의의 다른 전원 중 임의의 하나일 수 있다. 다른 대체 전원들이 또한 사용될 수 있다.
대체 전원(20)은 충전 시스템(10)에 전력(또는 에너지)을 제공할 수 있다. 충전 시스템(10)은, 전원의 출력 전력이 최적이고 그리고/또는 최대 가용 전력(하베스터로부터)이 출력되어 부하에 전달되도록 접속된 전원(또는 에너지원)의 출력 임피던스를 동적으로 튜닝할 수 있다.
충전 시스템(10)은 전자 디바이스(50)에 레귤레이터 출력 전압을 제공하기 위한 전압 레귤레이터를 포함할 수 있다.
전자 디바이스(50)는 충전 시스템(10)으로부터 입력 전압(또는 전력)을 수신하기 위한 전력 입력 포트(51)를 포함할 수 있다. 배터리 충전기(51)는 입력 전력을 수신할 수 있다. 배터리 충전기(52)는 전압 레귤레이터(54)에 출력 전압을 제공할 수 있다. (전자 디바이스(50)의) 전압 레귤레이터(54)는 부하(56)에 출력 전압을 제공할 수 있다. 전압 레귤레이터(54)는 부하(56)에 레귤레이팅된 출력 전압을 제공할 수 있다. 일 예로서, 부하(56)는 디스플레이 디바이스일 수 있다.
배터리 충전기(52)는 또한(또는 대안적으로) (전자 디바이스(50)에 제공된) 배터리(58)에 출력 전압을 제공할 수 있다. 배터리(58)는 배터리 충전기(52)로부터 수신된 전압에 의해 충전될 수 있다. 배터리 충전기(52)는 부하(56)(전압 레귤레이터(54)를 통해) 또는 배터리(58)에 출력 전압을 제공할 수 있다.
도 1은 충전 시스템(10)을 통과한 이후 전력 입력 포트(51)에 제공되는 대체 전원(또는 대체 에너지원)의 사용을 도시한다. 그러나, 전력은 대안적으로 USB 입력 포트(102)에 직접 제공될 수 있고, 이후 유니버설 전력 인터페이스(100)(또는 전력 인터페이스)에 제공될 수 있다.
유니버설 전력 인터페이스(100)는 물리적 커넥터, 및 USB 입력 포트(102)와 같은 입력 포트 뒤에서 전자 디바이스(50)에 제공되는 스티어링/임피던스 매칭 회로를 포함할 수 있다. USB 입력 포트(102)는 이하에서 선택한 물리적 커넥터로서 기술될 수 있지만, 실시예들은 최소의 전력(PWR) 및 접지(GND) 핀들을 가지는 임의의 인터페이스에 제공될 수 있다. USB 입력 포트(102)에 기초하는 유니버설 전력 인터페이스(100)를 가지고, 사용자는 USB 입력 포트(102)에 전원 또는 USB 디바이스(예를 들어, 마우스, 키보드)를 부착시킬 수 있고, 시스템이 검출하여 자동으로 적절한 동작을 수행할 수 있다. 부착된 전원은 스스로를 식별하거나 플랫폼(즉, 모바일 디바이스 플랫폼)에 임의의 메시지를 전달하도록 요구되지 않을 수 있다. 전압 서플라이(VBUS)에서의 공급 전압을 접지(GND)에 제공하는 덤 전원이 충분할 수 있으며, 호스트 디바이스(즉, 소비자)에 의해 전원으로서 인지될 수 있다. 에너지가 이후 추출되어 호스트에 의해 사용될 수 있다. 회로 및 연관된 제어 로직이 이 솔루션을 인에이블시키기 위해 마더보드 상에 제공될 수 있다. 회로 및 연관된 제어 로직은 전체적인 비용 및 절감을 위해 시스템 온 칩(SOC) 또는 플랫폼 상의 또다른 기존 집적 회로(IC) 내로 통합할 수 있다.
제어 로직은 전자 디바이스(50) 상의 대응하는 입력들에 외부 파워 서플라이를 또는 호스트 플랫폼으로부터 USB 디바이스(전자 디바이스(50)에 대해 외부에 있음)에 전압 서플라이를 끊김 없이(seamlessly) 전달하거나 라우팅할 수 있다. 이는 외부 전원에 대한 임의의 추가적인 요건들 없이 달성될 수 있다.
전자 디바이스 플랫폼에 접속된 소스들 또는 디바이스들의 타입과는 무관하게, 데이터(D+/D-) 라인 상의 데이터는 임의의 추가적인 프로세싱 없이 항상 통과할 수 있다. 전압 서플라이(VBUS) 라인은 입력, 전원 또는 디바이스의 타입, 이후 전원의 특징 또는 특성에 기초하여 검출되고, 분석되어 상이한 전력 경로를 통해 전달될 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 유니버설 전력 인터페이스를 도시한다. 다른 실시예들 및 구성들이 또한 사용될 수 있다.
더 구체적으로, 도 2는 USB 입력 포트(102)와, 예를 들어, 노트북 플랫폼 및 전자 디바이스 플랫폼 또는 모바일 디바이스 플랫폼과 같은 플랫폼(200) 사이에 제공되는 유니버설 전력 인터페이스(100)를 도시한다. 다른 플랫폼들이 또한 이용될 수 있다.
유니버설 전력 인터페이스(100)는 USB 입력 포트(102)에 접속된 외부 디바이스가 슬레이브 디바이스(즉, 전력을 생산하지 않는 디바이스), 안정 전원(예컨대, 파워 서플라이), 및/또는 대체 전원인지를 결정할 수 있다. 유니버설 전력 인터페이스(100)는 외부 디바이스의 타입을 결정할 수 있다. 결정에 기초하여, 유니버설 전력 인터페이스(100)는 전자 디바이스(50) 내의 적절한 컴포넌트에 전력을 전달할 수 있다. 전력 전달 경로는 전자 디바이스(50)의 결정된 타입에 기초하여 결정될 수 있다.
외부 디바이스 타입의 결정은 결정 회로(110)에 기초하여 이루어질 수 있다. 결정 회로(110)는 아날로그 또는 디지털인 다수의 상이한 결정 회로들 중 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 도 2는 USB 입력 포트(102)에 접속된 외부 디바이스의 타입을 결정하기 위해 사용되는 아날로그 결정 회로를 도시한다. 도 3 및 5는 USB 입력 포트(102)에 접속된 외부 디바이스의 타입을 결정하기 위해 사용되는 디지털 결정 회로를 도시한다. 결정들은 임의의 전력이 USB 입력 포트(102)로부터 제공되는지의 여부 및/또는 임의의 입력 전력이 안정적인지의 여부에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 다른 타입들의 결정들이 또한 이루어질 수 있다.
USB 입력 포트(102)에 커플링된 외부 디바이스가 안정 전원인 것으로 (결정 회로에 의해) 결정되는 경우, 외부 디바이스의 전력은 외부 어댑터 출력(Ext Adapter Out) 포트(또는 노드)에 제공될 수 있다. 이 포트는 이후 배터리 충전기 및/또는 부하와 같은 적절한 컴포넌트들에 정상 전력을 제공할 수 있다.
또다른 예로서, 외부 디바이스가 (비-안정적임으로 인해) 대체 전원인 것으로 (결정 회로에 의해) 결정되는 경우, 전력은 AP 출력(AP Out) 포트(또는 노드)에 제공될 수 있다. AP 출력 포트는 플랫폼(200)의 컴포넌트들에 정상 파워 서플라이를 제공하기 위해, 수신된 전력의 특성들을 분석하고 조정하기 위한 내부 컴포넌트들에 커플링될 수 있다. 예를 들어, (비-안정적인 것으로 결정된) 외부 디바이스로부터 전력을 수신한 이후, 내부 회로는 수신된 전력의 임피던스를 조정할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 이는 사용중인 것으로 결정된 특정 대체 전원에 기초할 수 있다.
USB 입력 포트(102)는 전압 서플라이(VBUS) 라인, 데이터 라인들 및 접지를 포함한다. 다른 출력들 및/또는 핀들이 또한 제공될 수 있다.
유니버설 전력 인터페이스(100)는 전압 서플라이(VBUS) 라인에 커플링된 스위치(S1)를 포함한다. 스위치(S1)는 외부 디바이스에 제공될 USB 호스트(또는 플랫폼(200))로부터의 전력을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
유니버설 전력 인터페이스(100)는 또한 (결정 회로(110)로부터의 BYPASS 신호에 기초하여) 턴온되는 스위치(S2)를 포함할 수 있다. 스위치(S2)가 턴온될 때, (USB 입력 포트(102)에 접속된) 외부 디바이스로부터의 전력이 외부 어댑터 출력 포트에 제공되는데, 이는 이후 배터리 충전기 또는 플랫폼(200) 상의 부하와 같은 전자 디바이스(50) 내의 적절한 컴포넌트들에 제공된다.
유니버설 전력 인터페이스(100)는 또한 (결정 회로(110)로부터의 EXT_IN 신호에 기초하여) 턴온되는 스위치(S3)를 포함할 수 있다. 스위치(S3)가 턴온될 때, (USB 입력 포트(102)에 접속된) 외부 디바이스로부터의 전력이 AP 출력 포트에 제공되고, 이는 이후 수신된 전력의 특성들을 조정하기 위해 그리고 플랫폼(200) 상의 컴포넌트들에 정상 전력을 제공하기 위해 적절한 컴포넌트들에 제공될 수 있다.
도 2는 결정 회로(100)의 일 예를 도시한다. 다른 타입들의 결정 회로들이 또한 제공될 수 있다. 도시된 바와 같이, 결정 회로(100)는 비교기들(112, 114, 116), 인버터들, 논리 게이트들 및 부하 테스트 및 지연 스위치 회로(120)와 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 이들 컴포넌트들은 전압 서플라이(VBUS) 라인으로부터의 입력 신호들(COMP_INB 및 COMP_INA) 및 부하 테스트 회로(115)로부터의 Load_Test 신호를 수신할 수 있다. 컴포넌트들은 이후, 각자의 출력 신호들, 소위 USB_OUT 신호, EXT_IN 신호 및 BYPASS 신호를 제공할 수 있다. 수신된 전력이 정상(steady)인지에 대한 결정은 부하 테스트 및 지연 스위치(120)에 의해 이루어질 수 있다.
USB_OUT 신호는 스위치(S1)에 제공될 수 있고, EXT_IN 신호는 스위치(S2)에 제공될 수 있고, BYPASS 신호는 스위치(S3)에 제공될 수 있다.
외부 USB 슬레이브 디바이스가 USB 입력 포트(102)에 접속되는 경우, 전압 서플라이(VBUS)(측면의 외부 전력)는 정상 호스트 USB 전력이 인에이블되지 않거나 시스템이 그것의 소비자(예를 들어, 컴퓨터 마우스)로서의 속성으로 인해 온되지 않을 때 처음에는 "플로팅(floating)"할 수 있다. 유니버설 전력 인터페이스(100) 및 더 구체적으로 결정 회로(110)는 전압 서플라이(VBUS) 라인 상에 전압 서플라이가 존재하지 않음을 검출할 수 있고, 결정 회로(110)는 USB_OUT 신호를 제공함으로써 스위치(S1)를 턴온시킬 수 있다. 호스트 전력이 이용가능한 경우, 전력은 순방향 바이어싱된 다이오드로 인해 스위치(S1)의 소스 측에 이미 존재할 수 있다. USB 디바이스가 이용가능하거나 접속된 경우 USB 입력 포트(102)에 나타나는 전체 USB 출력 전압(예를 들어, 제공자로부터의 5V 서플라이)이 존재할 수 있다. 플랫폼(200)으로부터의 파워 서플라이는 USB 디바이스를 충전시키거나 전원인가(power up)할 수 있다. 이 예에서, 나머지 스위치들은 오프(즉, 접속되지 않음)일 수 있다.
또다른 예는 외부 전원이 USB 입력 포트(102)에 접속되는 것이다. 이 예에서, (측면의 외부 전력 상의) 전압 서플라이(VBUS) 라인이 검출될 수 있고, 전압 레벨 및/또는 다른 특성들에 따라, 전압 서플라이(VBUS) 라인 상의 파워 서플라이는 원하는 전력 경로에 접속될 수 있다.
예를 들어, AC/DC 어댑터로부터 12V-19V의 고정된 전압이 접속되는 경우, 전력은 AC/DC 어댑터 입력으로서 인식될 수 있다. 따라서, 전압 서플라이(VBUS)는 스위치(S2)를 턴온시키기 위해 BYPASS 신호를 제공하는 결정 회로(110)에 의해 외부 어댑터 출력 포트에 라우팅될 수 있다. 고정된 전압 서플라이(가변 전압/전류원에 비해)는 외부 전력 입력에 접속된 저항성 부하(부하 테스트 회로(115)에서 제공됨)를 스위치 온 또는 오프시키고, 전압 드룹(voltage droop)을 위해 대응하는 판독값들을 모니터링함으로써 결정될 수 있다. 도 2는 부하 테스트 회로(115)가 스위치(S4) 및 결정 회로(110)에 접속된 저항기를 포함하는 것을 도시한다. 입력이 입력 포트(102)에서 검출되는 경우, 부하는 테스트 이후 적절한 제어 신호들을 인에이블시킴으로써 취할 전압 경로를 선택하기 이전에 부하 테스트 회로(115)에 의해 테스트될 수 있다.
대체 전원이 USB 입력 포트(102)에 접속되는 경우, 전압 서플라이(VBUS)는 스위치(S3)를 턴온시키기 위해 EXT_IN 신호를 제공하는 결정 회로(110)에 의해 AP_OUT 포트에 라우팅될 수 있다. 단계들은 이후, 전압 서플라이(VBUS)가 전원인가될 부하 또는 컴포넌트에 접속될 수 있기 전에, 필요할 때 소스 및 전력 프로세싱의 타입을 결정하도록 취해질 수 있다. 예를 들어, 대체 전원이 USB +5V 파워 서플라이인 경우, 전력은 전자 디바이스(50)가 1-S 배터리 팩을 가질 때(즉, 스위치(S2)가 BYPASS 신호에 기초하여 온될 때) 플랫폼에 직접 전달될 수 있다. 플랫폼이 2, 3, 또는 4-S 배터리 팩을 가지는 경우, USB +5V 파워 서플라이는 배터리(>8.4V)를 직접 충전하지 못할 수 있다. 이후, 전압은 플랫폼(200)에 접속되기 이전에 전압 서플라이(VBUS)로부터 "부스트" 업되어야 할 수 있다.
또다른 예에서, 대체 전원은 태양전지판과 같은 몇몇 상이한 타입들의 에너지 하베스터들 중 하나일 수 있다. 스위치(S4)(온 또는 오프)를 이용함으로써, 태양광원은 PV 특성들(예를 들어, Voc, Isc)로 인해 식별될 수 있다. 전압 서플라이(VBUS)를 통한 전력은 튜닝될 수 있고, 전압은 플랫폼 서플라이 입력에 접속되기 전에 레귤레이팅(예를 들어, 전력 조정)될 수 있다.
전술된 검출 & 선택 로직은 정상 USB 슬레이브 디바이스에 대한 적절한 채널 또는 외부 전력 대 대체 전력 입력들에 대한 대응하는 경로를 결정할 수 있다. 로직은 더 정교한 방식으로 부울 논리 회로 또는 룩업 테이블 또는 심지어 마이크로컨트롤러(펌웨어)와 같은 상이한 메커니즘으로 구현될 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 유니버설 전력 인터페이스를 도시한다. 다른 실시예들 및 구성들이 또한 사용될 수 있다.
더 구체적으로, 도 3은 USB 입력 포트(102)와, 노트북 플랫폼 또는 모바일 디바이스 플랫폼과 같은 플랫폼(200) 사이에 제공되는 유니버설 전력 인터페이스(120)를 도시한다.
유니버설 전력 인터페이스(120)(도 3)는 결정 회로(110)보다는, 제공되는 제어기(125)(또는 마이크로컨트롤러)가 아닌 유니버설 전력 인터페이스(100)(도 2)와 유사할 수 있다.
제어기(125)는 COMP_INA 신호, COMP_INB 신호 및 LOAD_TEST 신호와 같은 입력 신호들을 수신할 수 있다. 제어기(125)는 USB_OUT 신호, BYPSASS 신호 및 EXT_IN 신호와 같은 신호들을 적절하게 출력할 수 있다.
도 2와 관련하여 위에서 논의된 것과 유사한 방식으로, USB_OUT 신호가 스위치(S1)에 제공될 수 있고, BYPASS 신호가 스위치(S2)에 제공될 수 있고, EXT_IN 신호가 스위치(S3)에 제공될 수 있다.
스위치(S1)는 전력이 호스트(또는 플랫폼(200))로부터 USB 입력 포트(102)에 커플링된 외부 디바이스로 제공되게 할 수 있다. 스위치(S2)는, 턴온되었을 때, 외부 디바이스로부터 외부 어댑터 출력 포트(또는 노드)로 전력을 제공할 수 있다. 스위치(S3)는, 턴온되었을 때, 외부 디바이스로부터 AP 출력 포트(또는 노드)로 전력을 제공할 수 있다.
제어기(125)는 전압 서플라이 라인(VBUS)으로부터 전압 입력들을 수신할 수 있고, 수신된 전압 입력들에 기초하여 복수의 스위치들 중 적어도 하나에 출력 신호를 제공할 수 있다.
도 4는 유니버설 전력 인터페이스를 사용하여 전자 디바이스의 동작들을 도시하는 흐름도이다. 다른 동작들 및 동작 순서들이 또한 제공될 수 있다.
더 구체적으로, 도 4는 제어기(125)(도 3)의 입력들 및 출력들에 관련된 흐름도를 도시한다. 위에서 언급된 바와 같이, 제어기(125)는 입력 신호들을 수신할 수 있고, USB_OUT 신호, BYPSASS 신호 및 EXT_IN 신호와 같은 신호들을 적절하게 출력할 수 있다. 출력 신호들은 스위치들(S1, S2, S3) 중 하나에 제공될 수 있다.
동작(302)에서, USB 외부 디바이스 또는 대체 전력 입력이 USB 입력 포트에 제공될 수 있다. 동작(304)에서, 다양한 값들이 초기화될 수 있는데, 소위 USB_OUT, EXT_IN 및 BYPASS가 모두 제로로 설정될 수 있다.
동작(306)에서, USB 입력 포트에 대한 입력이 예를 들어, 6볼트보다 더 큰지에 대한 결정이 (예컨대, 제어기(125)에 의해) 이루어질 수 있다. 이 레벨은 이러한 6 볼트 레벨이 호스트에 의해 제공된 USB 5볼트보다 더 크도록 선택되었기 때문에 설계에 기초하여 변경될 수 있다. 결정이 아니오인 경우, 입력이 호스트 USB 커넥터(또는 플랫폼(200))로부터 오는지에 대한 결정이 동작(308)에서 이루어질 수 있다.
동작(308)에서의 결정이 예인 경우, 동작(310)에서, EXT_IN = 0 및 USB_OUT = 1이도록 값들이 변경될 수 있다. 동작은 이후 동작(306)으로 돌아갈 수 있다. 동작(308)에서의 결정이 아니오인 경우, 동작은 동작(306)으로 돌아갈 수 있다.
동작(306)에서의 결정이 예인 경우, 동작(312)에서 LOAD_TEST=1이다. 후속적으로, USB 입력 포트에 대한 입력이, 예를 들어, 6볼트 미만인지에 관한 결정이 동작(314)에서 이루어질 수 있다.
동작(314)에서의 결정이 예인 경우, 동작(316)에서, LOAD_TEST=0, USB_OUT=0, EXT_IN=1 및 BYPASS=1이다. 동작은 이후 동작(306)으로 돌아갈 수 있다.
동작(314)에서의 결정이 아니오인 경우, 동작(318)에서, LOAD_TEST=0, USB_OUT=0, EXT_IN=0 및 BYPASS=0이다. 동작은 이후 동작(306)으로 돌아갈 수 있다.
도 4의 흐름도에 대한 위 기재는 제어기(125) 또는 다른 회로를 이용하여 수행되는 동작들에 대응할 수 있다. 출력 신호들이 생성되어 도 3의 적절한 스위치들에 제공될 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 유니버설 전력 인터페이스를 도시한다. 다른 실시예들 및 구성들이 또한 사용될 수 있다.
더 구체적으로, 도 5는 유니버설 입력 포트(102)와, 노트북 플랫폼 또는 모바일 디바이스 플랫폼과 같은 플랫폼(200) 사이에 제공되는 유니버설 인터페이스(130)를 도시한다.
유니버설 전력 인터페이스(130)(도 5)는 제어기(125)(또는 마이크로컨트롤러)를 포함함으로써 유니버설 전력 인터페이스(120)(도 3)와 유사하다. 그러나, 도 5의 실시예는 3개의 스위치들(S1, S2, S3)보다는, 2개의 스위치들(S4 및 S5)을 포함한다. 도 5의 실시예에서, 스위치(S4)는 USB_OUT 신호와 관련될 수 있다. 스위치(S4)는 전력이 플랫폼(200)으로부터 USB 입력 포트(102)에 커플링된 외부 디바이스로 제공되도록 할 수 있다. 스위치(S5)는 적어도 BYPASS 신호에 관련될 수 있다. 스위치(S5)는 전력이 AP 출력 포트에 제공되도록 할 수 있고, AP 출력 포트는 이후 전자 디바이스 내의 적절한 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있다.
"일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예" 등에 대한 이 명세서에서의 임의의 참조는 실시예와 관련하여 기술된 특정 특징, 구조 또는 특성이 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 명세서 내의 여러 곳에서의 이러한 구문들의 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하지는 않는다. 또한, 특정 특징, 구조 또는 특성이 임의의 실시예와 관련하여 기술될 때, 실시예들 중 다른 것들과 관련하여 이러한 특징, 구조 또는 특성에 영향을 주는 것이 통상의 기술자의 식견 내에 있다는 점이 고려된다.
실시예들이 본원의 다수의 예시적인 실시예들과 관련하여 기술되었지만, 이 개시 내용의 원리들의 사상과 범위 내에 있을 다수의 다른 수정들 및 실시예들이 통상의 기술자에 의해 고안될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 더 구체적으로, 다양한 변경들 및 수정들이 개시내용, 도면들 및 첨부된 청구항들의 범위 내의 발명대상 조합 배열의 컴포넌트 부분들 및/또는 배열들에서 가능하다. 컴포넌트 부분들 및/또는 배열들 내의 변형들 및 수정들에 더하여, 대안적인 사용들이 또한 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 전자 디바이스로서,
    외부 디바이스에 커플링하기 위한 입력 포트; 및
    유니버설 전력 인터페이스(universal power interface)
    를 포함하고, 상기 유니버설 전력 인터페이스는,
    전압 서플라이 라인(voltage supply line) 상의 전압에 적어도 기초하여 상기 입력 포트에 커플링된 상기 외부 디바이스의 타입을 결정하고,
    상기 외부 디바이스의 결정된 타입에 기초하여 전력 전달 경로를 제공
    하는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력 포트는 유니버설 직렬 버스(USB) 포트인 전자 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 복수의 스위치들을 포함하는 전자 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 제1 스위치의 동작에 기초하여, 상기 전자 디바이스의 플랫폼으로부터 상기 입력 포트에 커플링된 상기 외부 디바이스에 전력을 제공하는 전자 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 제2 스위치의 동작에 기초하여, 상기 외부 디바이스로부터 상기 전자 디바이스의 플랫폼에 정상 전력(steady power)을 제공하는 전자 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 제3 스위치의 동작에 기초하여, 상기 외부 디바이스로부터, 수신된 전력의 적어도 하나의 특성을 조정하는 상기 전자 디바이스의 컴포넌트들에 전력을 제공하는 전자 디바이스.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 상기 전압 서플라이 라인으로부터 적어도 하나의 전압 입력을 수신하기 위한 결정 회로를 포함하고, 상기 결정 회로는 상기 수신된 전압 입력에 기초하여 상기 복수의 스위치들 중 적어도 하나에 출력 신호를 제공하는 전자 디바이스.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 상기 전압 서플라이 라인으로부터 전압 입력들을 수신하고 상기 수신된 전압 입력들에 기초하여 상기 복수의 스위치들 중 적어도 하나에 출력 신호를 제공하기 위한 제어기를 포함하는 전자 디바이스.
  9. 전자 디바이스로서,
    부하;
    외부 디바이스에 커플링하기 위한 입력 포트; 및
    상기 입력 포트와 상기 부하 사이의 전압 서플라이 라인 상의 전압에 적어도 부분적으로 기초하여 전력 전달 경로를 변경하기 위한 유니버설 전력 인터페이스
    를 포함하는 전자 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 입력 포트는 유니버설 직렬 버스(USB) 포트인 전자 디바이스.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 복수의 스위치들을 포함하는 전자 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 제1 스위치의 동작에 기초하여, 상기 전자 디바이스의 부하로부터 상기 입력 포트에 커플링된 상기 외부 디바이스에 전력을 제공하는 전자 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 제2 스위치의 동작에 기초하여, 상기 외부 디바이스로부터 상기 전자 디바이스의 부하에 정상 전력을 제공하는 전자 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 제3 스위치의 동작에 기초하여, 상기 외부 디바이스로부터, 수신된 전력의 적어도 하나의 특성을 조정하는 상기 전자 디바이스의 컴포넌트들에 전력을 제공하는 전자 디바이스.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 상기 전압 서플라이 라인으로부터 전압 입력들을 수신하고, 상기 수신된 전압 입력에 기초하여 상기 복수의 스위치들 중 적어도 하나에 출력 신호를 제공하기 위한 결정 회로를 포함하는 전자 디바이스.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 유니버설 전력 인터페이스는 상기 전압 서플라이 라인으로부터 전압 입력들을 수신하고, 상기 수신된 전압 입력들에 기초하여 상기 복수의 스위치들 중 적어도 하나에 출력 신호를 제공하기 위한 제어기를 포함하는 전자 디바이스.
  17. 전자 디바이스를 사용하는 방법으로서,
    외부 디바이스와 호스트 플랫폼 사이의 전압 서플라이 라인으로부터 적어도 2개의 전압들을 수신하는 단계;
    상기 수신된 전압들에 기초하여 상기 외부 디바이스의 타입을 결정하는 단계; 및
    상기 외부 디바이스의 결정된 타입에 기초하여 상기 외부 디바이스와 상기 호스트 플랫폼 사이의 전력 전달 경로를 변경시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전력 전달 경로를 변경시키는 단계는 상기 호스트 플랫폼으로부터 상기 외부 디바이스로 전력을 제공하도록 제1 스위치를 동작시키는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 전력 전달 경로를 변경시키는 단계는 상기 전자 디바이스의 상기 호스트 플랫폼에 정상 전력을 제공하도록 제2 스위치를 동작시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전력 전달 경로를 변경시키는 단계는 상기 수신된 전력의 적어도 하나의 특성을 조정하기 위해 상기 외부 디바이스로부터 상기 전자 디바이스의 컴포넌트들로 전력을 제공하도록 제3 스위치를 동작시키는 단계를 더 포함하는 방법.
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